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如何著手分析市場返修的PCBA電子不良品及BGA不良

發(fā)布時間 :2017-06-26 10:46 閱讀 : 來源 :技術文章責任編輯 :深圳宏力捷PCBA部
這個【如何著手分析市場返修的PCBA電子不良品及BGA不良】題目應該只是一個普通的邏輯問題,不過深圳宏力捷卻發(fā)現有很多新手工程師接到客戶或市場上退回來的PCBA不良品時根本不知道如何下手。深圳宏力捷最近發(fā)現公司內有些新進人員,甚至會直接破壞現場,只能搖頭!
其實分析不良品真的就像CSI或NSCI影集一樣,得應用科學方法抽絲剝繭,一步一步慢慢的把真相解開,要先收集(觀察)證據,判斷收集犯罪的可能原因,好像有點太投入影集了,應該是假設各種可能原因,然后逐步驗證,最后找出真相,如果可以的話,最好還要可以復制真相。
老實說,所有的工程問題都與【8D report】及【Problem Solving】的方法類似,重點就是如何按部就班,一步一步執(zhí)行而已,有時候看似枯燥,但按部就班往往可以避免掉一些不小心遺落的細節(jié),甚至可能從中獲得一些意外的收獲,所謂魔鬼藏在細節(jié)里。
 
下面這些是深圳宏力捷個人分析PCBA不良品的一些步驟與心得,因為只憑著自己的記憶及經驗來整理,所以可能會有些遺落或缺失的地方,有看到不足的朋友,還請?zhí)狳c一二:
1. 如果是整機未拆的機器,可以先進行外觀檢查與功能(Function)測試以確認產品真的是不良品。
有時候客戶退回來的產品根本就是良品被誤判而已,產品本身可能并沒有問題,這有可能是客戶的電源供應器有問題或其他問題所造成,與產品本身并沒有關系。
不過有些產品的不良現象必須要開機一段時間后才會顯現,有些則是間歇性出現,這時候最好的方法就是開機讓自動程式跑個最少一天,并且做一些基本操作,來看看能否可以重現問題。
最好可以在拿到不良品前就先詢問客戶是在什么情況下發(fā)生不良的,這樣比較能夠掌握狀況判斷可能不良原因。
另外,建議一定要檢查一下外觀有無從高處掉落撞擊的痕跡,因為有些不良的原因是因為撞擊而損壞內部零件。
 
2. 如果拿到的不良品已經被拆機或只有電路板,建議先做電路板的外觀檢查。
有些返修品可能是因為外物(個人曾經在機器內看過蟑螂或是蜘蛛結網的,因為機器會發(fā)熱,潮濕又溫暖,很適合某些昆蟲居住)、或是液體不小心沾污(最??吹降氖强蓸?、咖啡這類飲料)所造成的短路問題,另外有些不良品也會因為某些原因而造成短路燒毀零件或是電路,這些都可以從外觀上大致看出來。
建議可已使用顯微鏡來檢看電路板上電路及零件狀況,要做地毯式的檢查,不要放過任何的蛛絲馬跡。
 
3. 電路板檢查過外觀后,要再做一次電性測試,而且要量測CPU溫度。
如果客戶只退回電路板,做過外觀檢查后再對電路板做電性測試(Function Test)是一定要的,理由同第1點。但即使客戶退回的是整機,也可以在個別的電路板上做電器測試,以判斷是那一片電路板有問題,因為有些機器內可能是好幾片版子組成的,這樣可以做初步排除。
另外,針對那些開機一段時間后才會出現不良的電路板,可以試著用溫度計量測主要元件(如CPU)的溫度是否正常,如果有溫度異常升高則表示電路上有問題,其實如果溫度沒有升高也可以初步判斷CPU有無動作。
參考文章: 
為何產品執(zhí)行燒機(B/I)也無法攔截到DDR虛焊的問題?
 
4. 進行電路信號量測,已確認不良零件及位置。
當我們無法由外觀及基本的電性測試來判斷不良的原因時,就要開始對做更深入的分析,這時候通??梢钥吹诫娮庸こ處熌弥姳砑笆静ㄆ髟谀抢镒蟠劣伊康?,查看哪一條線路沒有導通或短利,還是那個電壓不對了,或是IC零件間timing的配合出了問題,總之就要找出可能是那個零件的哪個幾個點可能有問題。
 
5.  如果經過電路量測后,判斷是BGA出了問題。
最好可以知道BGA不良是短路還是開路,而且還要指出可能的焊點位置,相信電子工程師有這個能力才對。
5.1 如果是BGA短路
直接拿去照X-Ray大概就可以知道是怎么一回事了,不過如果是市場退回的不良品,機率應該不高才是,因為出廠前已經做過并通過了基本的電器測試。
有些短路問題,即使照X-Ray也看一定可以看到問題,這時候可能需要查看看是不是因為助焊劑(flux)及濕氣(moisture)所造成的問題,但這樣的原因通常只會在環(huán)測(environmental test)的時候出現,一般真正客戶退回來因為助焊劑所造成的問題不多,但也不能排除就事了,尤其是比較細間距的BGA。
 
5.2 如果是BGA開路,就會有好幾種可能:
5.2.1 IC封裝內的bonding wire斷掉或是bonding wedge脫落,可已使用X-Ray就可以判斷出來了。
5.2.2 BGA錫球的焊點開路。先知道是哪個錫球的焊點出問題,然后用X-Ray來查看,只是一般空焊或是斷頭的焊點很難用X-Ray看得出來。如果有問題的地方是在BGA外圍的錫球可以考慮使用顯微鏡或蛇管之類的光學方法查看,如果沒有其他零件檔住,一般可以直接看到最外面兩排的BGA錫球,而且最容易發(fā)生枕頭校應(HIP)的地方也大部分都落在BGA外圍的錫球附近,這是因為電路板與BGA載板容易在過回流焊時發(fā)生板彎的關系。
相關閱讀:如何由X-Ray來判斷BGA有否空焊
 
5.2.3 如果以上方法都找不到答案,最后才考慮使用紅墨水試驗(Red Dye Penetration)及切片的方法。
要先強調,這兩種方法最好委托有經驗的人員來制作分析,因為這兩項都屬于永久性的破壞試驗,所以應該被安排到最后一個步驟才執(zhí)行。
如果你的不良品只有一片,個人會建議直接做切片,因為切片比較精細,也比較能夠看到問題,而且還有機會同時看到BGA焊點與PCB結構的問題,因為開路不只會發(fā)生在BGA焊點,也可能出現在PCB內部堆迭的卯接點。制作切片時一定要把有問題的PCBA切下來才能做分析,所以一定要確切的指出是哪顆BGA有問題,最好也能指出是BGA的那個焊點,這樣比較能節(jié)省時間,因為制做切片的時候可是非常耗費時間,如果一排一排BGA的錫球下去觀察,雖然也可以看到問題點,可是總覺得這樣容易出錯,因為一次要觀察好幾十個甚至好幾百顆錫球,看多了總有演花得時候。
如果你有好幾片相同不良現象的電路板可以做分析,才來考慮紅墨水測試,因為紅墨水屬于比較粗糙的破壞分析法,而且只能看出焊點有沒有裂縫及HIP之類的不良,而且判斷也是一門學問,不過如果是大面積的焊點不良,紅墨水到不失為一個有效的方法,因為可以一次同時看遍整顆BGA的所有焊點。
 
相關閱讀: 
BGA錫球缺點的幾種檢查方法 
用滲透染紅試驗 (Red Dye Penetration Test)查看BGA焊錫


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